Tài liệu Xử lý nước cấp_chương 4 ppt

Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 162
CHƯƠNG 4: QUẢN LÝ, VẬN HÀNH, BẢO QUẢN DƯỠNG CÁC CÔNG
TRÌNH THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY NƯỚC

4.1 NGHIỆM THU VÀ ĐƯA CÔNG TRÌNH VÀO HOẠT ĐỘNG.
Việc xây dựng trạm xử lý nước là do các công ty xây lắp điện nước hoặc các
tổ chức chuyên ngành của trung ương, địa phương, tập thể hay tư nhân thực hiện.
Nhưng dù là ai thì để quản lý được tốt điều phải qua kiểm tra kỹ thuật công tác thi
công theo đúng nhữ
ng quy định hiện hành về xây dựng và nghiệm thu công trình
để đưa vào sử dụng.
* Việc kiểm tra kỹ thuật bao gồm:
- Kiểm tra độ chính xác thi công theo bản vẽ thiết kế đồ án
- Kiểm tra độ chất lượng vật liệu xây dựng và công tác xây lắp
- Kiểm tra chất lượng nền móng công trình.
- Kiểm tra chất lượng máy móc thiết bị.
* Khử trùng tất cả các công trình trong trạm xử lý nước khi đưa vào vận hành
thử
.
Lượng cho để sát trùng thường lấy bằng 40-50mg/l.
* Chảy thử công nghệ một thời gian cho đến khi đạt tiêu chuẩn chất lượng
nước mói đưa công trình vào hoạt động chính thức.
* Biển bản bàn giao đưa vào sử dụng:
Khi tiếp nhận hệ thống xử lý nước cấp mới đưa vào sử dụng phải phối hợp
với cơ quan thi công và thiết bị kiểm tra xem có đúng yêu cầu của thi
ết kế hay
không? Tất cả các sai sót hoặc điều chỉnh thiết kế đều phải ghi vào biên bản giao
cũng như hồ sơ thiết kế và được cơ quan quản lý cất giữ.

4.2 THIẾT BỊ ĐO ĐIỀU KHIỂN
Chọn các thiết bị đo, điều chuẩn và thiết kế hệ thống điều chỉnh các công
trình trong dây chuyền xử lý nước do kỹ
sư thiết bị và điều khiển chịu trách
nhiệm. Kỹ sư thiết bị công nghệ xử lý nước, chủ công trình và các kỹ sư vận hành
nhà máy chỉ phải cung cấp các thông số cần đo, nêu được các yêu cầu mà hệ thống
Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 163
thiết bị đo và điều khiển cần thực hiện để đảm bảo quy trình xử lý nước diễn ra
theo mong muốn.
4.2.1 Bơm, động cơ, van và các thiết bị đo dùng trong hệ thống cấp nước
1. Bơm
Trong hệ thống cấp nước thường dùng bơm li tâm để bơm nước và bơm
màng, bơm piston để dung dịch hóa chất. Trong quá trình vận hành thường phải
điều chỉnh lư
u lượng và áp dụng lực của bơm để đáp ứng các yêu cầu thay đổi
trong quá trình dùng nước và hóa chất. Để điều chỉnh lưu lượng và áp lực của bơm
thường dùng hai cách:
Cách 1: Thay đổi số vòng quay của bơm
Cách 2: Thay đổi mức độ đóng mở của van trên đường ống đẩy.
2. Động cơ
Phần lớn động cơ điện dùng trong hệ thống cấp n
ước là động cơ điện xoay
chiều loại đồng bộ. Vận tốc quay của động cơ đồng bộ xác định theo công thức :

P
F
n
120

=

Trong đó: n: Số vòng quay của động cơ trong 1phút (v/phút);
F: Tần số của dòng điện (Số lần đổi chiều dòng điện trong một
giây);
3. Van
Các loại van dùng trong hệ thống cấp nước được điều khiển bằng ba cách:
Cách 1: Điều khiển bằng tay, dùng sức người tác động vào các cơ cấy truyền
động cơ khí để đóng mở và điều chỉnh độ mở
của van. Cách điều khiển này còn
được dùng ở các nhà máy nước nhỏ, cách xả thành phố và các van khóa nhỏ hơn
600mm đặt trên mạng lưới truyền dẫn và phân phối ở những vị trí không phải
đóng mở hoặc điều chỉnh thường xuyên.
Cách2: Đóng mở van, điều chỉnh van bằng động cơ điện.
Cách 3:Van có cấu tạo để đóng mở và điều chỉnh bằ
ng thủy lực hoặc không
khí nên thông qua hệ thống ngăn kéo phân phối.
4. Thiết bị đo
• Trong hệ thống xử lý nước cấp thường phải đo các thông số sau: Áp lực
trong ống, mực nước ở công trình thu.
Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 164
• Trong các công trình xử lý nước phải đo các thông số sau: Lưu lượng trạm
bơm nước thô, bơm rửa lọc, nước lọc, lưu lượng trạm bơm nước sạch, độ đục pH,
độ dẫn điện của nước khi cần đo lượng clo sau sát trùng, nhiệt độ của nước, nhiệt
độ động cơ.
4.2.2 Thiết bị đo lưu lượng
Để đo lưu lượ
ng chất lỏng hay khí chảy trong ống, trong kênh, máng, thường

dùng đồng hồ turbin, ống venturi, màng chắn, máng đo tam giác, hay chữ nhật,
máng đo parshall, ống đo dùng phao nổi rotammete, nguyên tắc hoạt động và
nguyên lý tính toán các loại đồng hồ nêu trên đã được mô tả kỹ trong các sách
thủy lực. Khi chọn đồng hồ cần lưu ý: độ chính xác của đồng hồ khoảng đo
Q
max
/Q
min
ngưỡng đo Q
tối thiểu
. Điều kiện lắp đặt: chiều dài các đoạn ống thẳng
trước và sau đồng hồ theo hướng dẫn của nhà sản xuất, tổn thất áp lực qua đồng
hồ, nhiệt độ và tính chất của chất lỏng cần đo v.v...
Khi chất lỏng cần đo có nhiều cặn lơ lửng làm tắc nghẽn cách quạt, vành đo
v.v... và khi cần đo trong khoảng biến đổi r
ộng Q
max
/Q
min
≥ 10 có thể dùng đồng
hồ đo điện từ hoặc đồng hồ đo bằng siêu âm.
• Đồng hồ đo nước điện từ gồm một đoạn ống dẫn cách điện, trên có gắn hai
nam châm điện, phát ra từ trường cố định vuông góc với dòng chảy. Nước được
coi là chất dẫn điện, khi đi qua từ trường sinh ra dòng cảm ứ
ng. Theo định luật
Faraday có thể tính điện thế của dòng cảm ứng theo công thức:
U= KDVH
,

Trong đó: K- hệ số tỷ lệ;

D- Đường kính ống;
V- tốc độ dòng chảy;
P- cường độ từ trường.
Điện thế của dòng cảm ứng được thu nhận bởi hai điện cực gắn trên ống theo
tuyến vuông góc từ trường và vuông góc với dòng chảy. Đồng hồ đo nước kiểu
điện từ có giá thành cao, nhưng chính xác, khoảng do Q
max
/Q
min
là 10/1, không gây
tổn thất thủy lực.
1. Đồng hồ đo nước bằng siêu âm (hình 4.1)



Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 165








Nguyên lý hoạt động như sau: Đặt hai thành dò có khả năng phát và thu nhận
sóng siêu âm ngập trong môi trường nước đang chuyển động, trục nối hai thanh
làm thành góc α < 90
o

so với trục ống hay với hướng dòng chảy.
Do tác dụng của dòng chảy, nên thời gian thu nhập sóng siêu âm của thanh
dò đặt ở phía thượng lưu dòng chảy khi thanh dưới phát ra, khác với thời gian thu
nhận sóng siêu âm của thanh dưới do thanh trên phát ra T
1
- T
2
= ∆t
2
cos.2.2
c
d
t
θ
=∆

Trong đó: v - vận tốc của dòng chảy lỏng;
d - khoảng cách giữa hai thanh dò;
c - vận tốc âm trong chất lỏng cần đo;

θ
- góc giữa hướng dòng chảy và trục nối hai thanh dò.
Đồng hồ loại siêu âm lắp dặt dễ dàng, chỉ cần khoan hai lỗ hai phía đối diện
của ống để lắp đặt hai thanh dò theo quy định của nhà sản xuất và thực hiện việc
cân chỉnh cần thiết.
Nhược điểm của đồng hồ siêu âm là: khi nước có bọt khí, hoặc có nồng độ
cặn lơ lửng thay đổi thì vận tốc truy
ền âm C thay đổi nên số đo sẽ không chính
xác.
2. Thiết bị do mực nước

Có thể dùng phao nối đặt trực tiếp trên mặt nước hoặc dùng ống đo một đầu
gắn vào đáy bể, đầu kia để hở thông với khí trời và cao hơn mực nước cao nhất
trong bể.
• Đo mực nước bằng áp lực khí (hình 4.2)

2
1
0
v
Hình 4.1 Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của đồng hồ đo nước siêu âm
1- ống dẫn nước; 2- thanh dò.
Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 166









Thiết bị gồm ống (1) đặt ngập trong chất lỏng ở độ sau H bằng khoảng dao
động lớn nhất có thể của mực chất lỏng trong thùng (2). Khí nén với lưu lượng
nhỏ liên tục đi theo ống (1) vào thùng (2) đi ra ngoài, lưu lượng khí nén điều chỉnh
bằng van (4) sao cho tổn thất áp lực do ma sát trong ống (1) gần bằng không.
Chiều cao mực nưởc trong thùng H đúng bằng áp lực khí tỏng
ống tác động lên
đồng hồ sơ đo (3).

• Đo mực nước bằng màng chắn (hình 4.3)







Hình 4.3. Sơ đồ hoạt động của thiết bị đo
mực nước kiểu màng chắn
1- Thùng đựng chất lỏng cần đo mức; 2-
màng đo; 3- nam châm; 4- cuộn cảm ứng
điện từ.
Hình 4.4 Đo mực nước bằng cặp
điện lực
Khi áp lực n
ước trong thùng (1) thay đổi, lực tác dụng lên màng (2) thay đổi
làm chuyển động thanh nam, châm (3) đặt trong lõi cuộn dây điện cảm ứng (4)
thay đổi trị số của dòng điện trong cuộn dây.
• Đo mực nước bằng cắp điện cực (hình 4.4)


H
2
1
4
3
4-
+
Hình 4.2 Sơ đồ lắp thiết bị đo mực nước bằng khí nén

1- Ống dẫn khí nén; 2- thùng chứa chất lỏng cần đo mức;
3- Đồng hồ đo áp lực và truyền tín hiệu đo đến bộ xử lý

H
E
1
E
1
3
2
4
4-20mA
+

-
L

Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 167
Đặt hai điện cực E
1
và E
2
trong nước ở vị trí song song có cùng độ dài và độ
ngập. Điện cực E
1
được bao bọ bên ngoài bằng plastic. khi mực nước H thay đổi
điện thế được truyền về bộ xử lý.
3. Đo độ chệch áp lực hay độ lệch mực nước, đo tổn thất áp lực :

Khi cần đo tổn thất qua bể lọc : Do hiệu số mực nước trong bể lọc và mực
nước ống thu nước lọc ra, có thể dùng thiết bị do mực nước kiể
u mang, thiết bị do
bằng khí nén, trị số mực nước ở mỗi vị trí được truyền bằng tín hiệu điện có dòng
định mức 4- 20mA về bộ xử lý để so sánh và hiển thị v.v..., có thể do độ chân
không trên đỉnh xiphông, nếu dùng xiphông để điều chỉnh tốc độ lọc (xem phần bể
lọc).
4. Thiết bị đo độ đục
Độ đục của nước biểu th
ị số lượng cặn lơ lửng có trong nước. Thiết bị do độ
đục dựa trên độ tán xạ của chùm tia sáng khi chiếu qua mẫu nước, cặn lơ lửng
trong nước, hấp thu hoặc lệch đường đi của tia sáng, dựa vào nguyên lý này, trong
thiết bị đặt một đèn phát các chùm tia sáng, và một tế bào quang điện để đo độ tán
xạ và hấp thụ ánh sáng của môi trường rồi chuyển thành tín hiệu
điện, tỷ lệ với độ
đục của nước. Đơn vị đo độ đục thường thay đổi theo chuẩn số đo của thiết bị có
tên gọi là:
JTU : Độ đục Jackson
NTU : Độ đục Nephelommtric
FTU : Độ đục Formazin
JCU : Độ đục theo nến Jacckson
Khi dùng thết bị phải đọc kỹ hướng dẫn nhà sản xuất. Độ chính xác của thiết
bị đo giảm khi c
ửa kính quang học bị cặn bám và khi trong nước có bọt khí, chất
màu hòa tan.
5. Thiết bị đo pH
Thiết bị đo pH có hai điện cực vàm một thanh biến cảm theo nhiệt độ, thiết bị
hoạt động dựa trên độ hoạt hóa của ion hyđro. Bộ đo pH có thể đặt trực tiếp trong
môi trường chất lỏng cần đo.
4.2.2 Sự cần thiết của thiết bị và các hệ

điều khiển
Kỹ sư thiết kế cần phải thảo luận với chủ công trình và các kỹ thuật viên vận
hành hệ thống để thống nhất việc chọn lựa thiết bị và lựa chọn các điều khiển để
mua sắm và lắp đặt các thiết bị.
Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nguyễn Lan Phương 168
Sự lựa chọn trên ba điều kiện:
• Phù hợp với điều kiện địa phương: Khí hậu nóng ẩm, trình độ công nhân
quản lý vận hành, điều kiện bảo dưỡng và mua sắm thay thế thiết bị, khả năng
chỉnh định và hiệu chỉnh thiết bị.
• Hiệu quả kinh tế của từng trang thiết bị đem lại.
• Loại và giá thành của thi
ết bị phù hợp với kinh phí sẵn có và phù hợp với
điều kiện phát triển của hệ thống.
Sự cần thiết của hệ thống trang thiết bị có thể chia làm ba loại:
1. Các trang thiết bị yếu gồm: đồng hồ đo lưu lượng nước thô, đo lưu lượng
nước sạch, đo và điều chỉnh lượng hóa chất pha vào nước, do pH, điều chỉnh t
ốc
độ lọc, kiểm soát chế độ rửa lọc, máy phát hiện clo rò rỉ v.v...
2. Các trang thiết bị tiện ích: Làm giảm nhẹ sức lao động về vị trí óc và chân
tay của người vận hành và có thể tiết kiệm được chi phí như dùng hệ thống điều
khiển tự động rửa bể lọc, tư động điều khiển các trạm bơm theo chương trình cài
sẵn trên máy tính, tự động xả
cặn ở bể lắng.v...
3.Trang thiết bị đắt tiền làm hiện đại hóa hệ thống mà không mang lại hiệu
quả kinh tế thiết thực.
Ví dụ: Sơ đồ hiển thị sự làm việc của các công trình đơn vị trên bảng điều
khiển trung tâm, hệ thống điều khiển và theo dõi từ xa v.v... Các yêu cầu trên đều
dựa vào ba hệ thống điều khiển hiện có.

•
Thiết bị điều khiển đóng, mở đơn giản.
• Hệ thống điều khiển analog dựa trên các số đo định lượng các thông số vật
lý, truyền tín hiệu và điều khiển theo các giá trị của các thông số vật lý, truyền tín
hiệu và điều khiển theo các giá trị của các thông số vật lý đo được.
Hiệu điều khiển kỹ thuật số
digital biến đổi các thông số các vật lý đo được
tín hiệu số.
4.2.3 Các hệ điều khiển cơ bản
Khi lựa chọn hệ điều khiển người kỹ sư công nghệ nước phải hiểu rõ mục
đích, đặc tính thủy lực của quá trình, các thông số và điều kiện làm việc của thiết
bị, có ba yêu cầu người kỹ sư phải nhớ khi chọn thi
ết bị cho hệ điều khiển: bản
chất của hệ điều khiển và thiết bị định chọn, mức độ hay khoảng biến thiên của
thông số mà thiết bị có thể thực hiện được, giá thành và tính phổ cập của thiết bị.
Sơ đồ a: Điều khiển trực tiếp bằng tay